地铁环控系统中应用变频技术的节能效果研究

贺菁 王波

摘要：随着我国科技与经济的不断发展，越来越多的城市交通中运用到了地铁作为主要交通工具。而地铁作为消耗能量巨大、保持运行需要大量的人力和操作系统的城市快捷交通方法，需要我国投入大量的资金去保证其能正常运行。地铁环控系统作为地铁的操作系统，其消耗地铁总能量比重约占到四成，且其工作时间基本上都是在负荷60%以下进行的，可想而知，一个优良的环控系统，可以节约大量的能源，为城市其他基础建设做出贡献。本文简要介绍了地铁环控系统和变频技术，并对变频技术的节能效果做了简要分析，希望能给地铁工作人员提供一些帮助。

关键词：环控系统；变频技术；节能效果

现如今，我国地铁事业飞速发展，给城市居民的生活带来了翻天覆地的变化，其方便快捷的特点已经得到了绝大多数城市居民的认可，但地铁在资源利用过于巨大也逐渐成为城市发展的难题。而如何研究出新的节能优化技术运用到地铁系统当中，已经成为地铁设计者的重要研究方向。在地铁环控系统中，变频技术的应用从各方面都能达到节能的效果，被运用到越来越多的地铁操作系统当中。

一、地铁环控系统中的变频设施简介

在如今我国的地铁操作系统当中，地铁环控系统是其最主要的操作系统，该部分系统包含很多地铁基础设施，如地铁排风通风设备和空调保温设备等，更具体一点的话，地铁中排风的风机及空调保温设备中的空调机都可以算作地铁环控系统。在这些基础设施当中，一般都会装有特定的变频设备，这些变频设备内部都装有整流器和逆变器，整流器可以对这些基础设施的运行功率加以校正，除了这些之外，还应该含有具有控制功能的电回路，在受到环境变化或工作人员的指示命令之后，可以对环控系统中的各种设备进行工作情形控制，防止其受到温度变化、环境变化等因素的影响，保证其变化情况符合期望。

二、环控系统设计的目的和作用

地铁环控系统设计最主要的目的，就是要确保地铁能够按照预期轨道运行，使地铁上的乘客处于一个舒适满意的状态。其次，作为一个高耗能的操作系统，环控系统应该在保证首要目的的前提下，尽可能地减少能源的使用，让地铁运行系统更加简便，降低事故的发生概率，而在这三点中，减少能源消耗是当前设计人员最主要钻研的方向。

三、变频技术节能地铁环控系统中的应用

变频技术作为环控系统的核心技术，其主要功能就是降低操作系统能源的消耗，从多方面达到节能的目的，为我国的地铁事业发展做出了巨大的贡献。

（一）节约能源

在环控系统中运用变频技术，能够让地铁设施更符合我国可持续發展战略，成为环境友好型城市工程项目的代表，在充分减少地铁造成的环境污染的同时，也降低了能源的消耗。在对环控系统的变频设计中应当坚持节约能源的基本准则，对于其中水系统的变流量做一定的改造，使得环控系统的电能消耗量达到最低，同时节约冷却塔里的水资源用量。空调的水系统中容易积攒许多微生物，其具有腐蚀性，在水系统中水的流速较低情况下容易对水管产生破坏。对于水系统中管道的材质需要进行改造，使其在水流速发生变动的情况下，也能进行调节应对，这样可以使得在节约水资源的前提下，同时保证设备的安全，采用特殊的材质来对冷水机组进行加工和处理，可有效降低系统中设备故障发生的概率。

（二）降低故障率和能耗

地铁环控系统利用计算机进行智能全面控制，可以有效的降低控制系统的电能损耗，地铁环控系统可以对其负载进行自动的调节，这一技术可以有效的降低能耗，符合我国的能源可持续利用的发展政策。在地铁的环控供水系统中，供水系统中的节水器可以调节水泵的转速以及水系统中的水流量，传统的供水系统中使用阀门进行水流量的控制，而采用环控系统中的自动供水系统能够有效的实时调节水流量，与传统方式相比，可以大大降低能源的消耗量。环控系统中所采用的变频器，可以对地铁内所有的设备实施能耗量进行有效监控，对于不同设备用电量进行数据分析和比对，对于电能的损耗情况有整体的掌握和了解，对地铁内所有设备的用电量进行全面调控，对于能耗过高的设备分析其耗能原因，并进行自动调节。对于所有设备的实时监控，还可以在设备出现故障时及时发出警报。这样在故障发生后设备对于能耗的浪费情况可以有效的避免，在确保地铁能够安全运行的同时也实现了节约能源以及降低故障率。设备一旦出现故障，地铁的防控系统能够及时的发现并调节其能源消耗，系统能发出指令，使得工作人员及时对于故障设备进行处理。

（三）延长环控系统设备的使用寿命。

变频系统可以对电流量进行限幅，对于电压失速以及短路等情况进行有效控制，这样会降低电能以及水资源的消耗量。环控系统能够有利于工作人员对于设备进行定期的检修和维护，利用计算机系统，对于设备的实时运转情况进行有效呈现，一旦设备发生故障，能及时的给工作人员发送警报。变频系统能够根据地铁的负载量情况，对电能和水用量进行自动调节，这样能有效降低通风系统的磨损情况，电机的使用寿命也可以有效延长。

（四）保护环境

变频技术对于环境保护可以起到有效的助力作用，在降低能耗的同时，减少了对于环境的污染。对地铁环控系统中水系统的变流量进行节能改造，可以在通风设备和地铁设备的最优情况下开启通风制冷模式，对于水资源的利用量会大大的降低。由于电量损耗的减少，能使能源损耗对于自然环境带来的影响相应减少，空调系统的耗能以及产生的气体排放也会有所减少。水系统对于水流量的降低使得污水的产生量和排放量和以往相比同样会有所减少。变频技术对于保护环境而言有着重要作用，在地铁的环控系统中应用变频技术会使得对于资源和消耗和对环境的影响都有可观的降低。

四、结束语

对于地铁环控系统的设计，应当秉持国家的可持续发展理念，注重节能环保，在对地铁交通中空调系统的耗能特点进行全面分析之后，合理的应用变频技术，使得用电量和水资源的消耗有效降低，同时还可以使得防控系统内所有的设备使用寿命延长。在节能降耗的同时，地铁的环控系统转化为环境友好型，降低对于环境的污染。地铁是城市交通的重要组成部分，在社会经济中也占据着很大的比重，在地铁中推进节约能源和保护环境的概念，对于社会经济协调可持续发展来说意义重大。

参考文献：

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（作者单位：长沙市轨道交通运营有限公司

湖南天闻地铁传媒有限公司）